氧化铈-二氧化硅介孔材料制备及对铜离子的吸附性能

采用共沉淀法和沉淀浸渍法制备了纳米氧化铈-二氧化硅（CeO₂-SiO₂）介孔材料吸附剂,主要考察了其对水中铜离子（Cu²⁺）的吸附行为。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮吸附（BET）等手段对合成的介孔材料进行了性能表征,并通过静态吸附实验分析了溶液pH、溶液初始金属离子质量浓度、吸附剂用量、吸附时间等条件对介孔材料吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的纳米CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的去除效果较沉淀浸渍法要好;当溶液pH=7.0时CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的吸附效果最好,20 min时基本达到吸附平衡;溶液初始Cu²⁺浓度增大Cu²⁺去除率降低,Cu²⁺累计吸附量增大;随着吸附剂用量增加Cu²⁺去除率增大,当CeO₂-SiO₂吸附剂用量为0.15 g/L时对Cu²⁺的去除率趋于稳定;CeO₂-SiO₂吸附剂对不同金属离子吸附性能由大到小的顺序为Cu²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺,该吸附过程均符合准二级动力学模型。     

电流驰豫法测试氧化镧掺杂的氧化铈中氧离子迁移

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成了Ce0.65La0.35O1.825(LDC)粉末,在1400℃下烧结10 h得到陶瓷试样,用XRD和SEM表征了样品的物相和表面形貌。用直流电场测试了试样在不同温度下的电流驰豫现象,并计算了不同温度下试样中迁移氧离子数目和材料直流电导率。结果表明,在固态电解质材料中突然施加强电场,可迁移离子基本都发生了位置偏移,但极少部分可以产生长程迁移。随着温度的升高,样品中发生迁移的氧离子数目增加,但都远小于氧空位总量。迁移氧离子数目与温度之间满足阿累尼乌斯公式,其迁移活化能为0.83 eV。     

溶胶凝胶法制备Ce_(0.8)Y_(0.2-x)Ca_xO_(2-δ)电解质材料及其性能

采用溶胶-凝胶法制备出Ce0.8Y0.2-x Cax O2-δ(0.02≤x≤0.10)系列电解质材料。通过红外、热重、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、交流阻抗和热膨胀系数测试对试样进行分析。结果表明:采用溶胶-凝胶法经600℃煅烧所得粉体形成了单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸在5~10nm之间;Ce0.8Y0.2-x Cax O2-δ超细粉体具有较高的烧结活性,在1 400℃烧结得到的Ce0.8Y0.2-x Cax O2-δ系列电解质陶瓷的相对密度均大于96%。在该系列材料中,Ce0.8Y0.1Ca0.1O1.85具有良好的离子导电率、较低的电导活化能和适中的热膨胀性能。它在800℃时的离子电导率为0.041S/cm,电导活化能为0.81eV,热膨胀系数为13.5×10-6 K-1(常温~800℃)。     

光热驱动多孔氧化铈热化学循环解水制氢非热质平衡模型

热化学循环太阳燃料技术过程所涉及的多孔介质中复杂反应及热质传递过程,尚未建立较为完善的数学模型。以多孔氧化铈热化学循环解水过程为研究对象,将颗粒尺度的氧输运与宏观尺度的热质输运相耦合,提出完整的光热驱动条件下多孔介质非热质平衡模型,实验数据对比验证了动力学及热质输运模型的可靠性,分析了两种尺度(颗粒及床层)下,非热平衡效应、入射辐射热流、反应物浓度对动态过程的影响。入射辐射在床层的体积效应下,轴向的温度梯度使得缺陷反应的热力学平衡控制最大氧空位浓度出现在床层前侧,在缺陷反应的动态过程中,氧化过程相较于还原反应更快,提高多孔载氧体反应器的产物H₂浓度应主要从还原阶段中反应过程及条件出发。可为该类问题的建模和过程设计提供较为完整的理论基础和参考路径。     

Hydrothermal Synthesis and UV Irradiation Shielding Per- formances of Nanometer Cerium (IV) Oxide Thin Films

以硝酸铈和尿素为原料,采用水热合成法在玻璃基底上制备了具有高反射率和良好抗紫外性能的Ce O2薄膜,并采用SEM、XRD、FT-IR、椭圆偏振仪和UV-vis对薄膜和同时制备的粉体进行了表征,研究了Ce(Ⅲ)浓度和尿素加入量对薄膜的影响。结果表明,当Ce(Ⅲ)浓度和尿素加入量较小时,薄膜光滑且沉积颗粒较小,沉积颗粒是Ce O2和Ce(CO3)2O·H2O晶体,且玻璃基底中的Si参与了水热反应。薄膜致密度和化学组成影响其反射率,随着Ce(Ⅲ)浓度和尿素加入量增加,由于薄膜厚度和半导体复合的影响,其吸光度和吸收边波长增大,最佳的Ce(Ⅲ)浓度是0.008 mol/L,尿素加入量是0.06 g。